热式气体质量流量测量方法及系统研究

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1、浙江大学控制科学与工程学系博士学位论文热式气体质量流量测量方法及系统研究姓名：赵伟国申请学位级别：博士专业：控制科学与工程指导教师：宋执环;梁国伟20090601浙江大学博十学何论文补偿过程操作繁琐、耗时，而且补偿效果较差的问题，提出了一种温控型的单传感器气体流量测量方法。采用单一铂电阻PT20作为测量元件，在无额外补偿电路的情况下，通过设计铂电阻的温度控制算法，使铂电阻工作在两个不同的设定温度，从而由铂电阻的输出电压计算出气体的流量，消去了气体温度对测量的影响，实现了气体流量的测量以及温度补偿。实验表明该方法提高了测量精度．3)

2、针对单传感器气体测量中测量精度不高的问题，提出了基于多传感器信息融合的热式气体流量测量方法。采用对数线性法将4个铂膜电阻PT20分布于测量管道内的不同位置，用于测量气体的流量。按照流体流速分布的特点，提出了基于流速相对距离的数据剔除方法．然后对4个传感器的测量结果采用方差最小的加权融合算法，计算出气体的质量流量。温度融合算法采用分析校正方法，对流量进行温度修正。4)工业管道的不规则引起了管内流速分布的紊乱，而流速分布是影响流量测量的主要因素。针对上述问题，提出了基于LS．SVM的热式气体质量流量测量方法．采用4个热式流量传感器，分

3、别获取管道中不同位置的气体流量。通过流量标定实验，获得不同质量流量下测量管道内4个传感器的电压数据。然后应用GA和LS．SVM算法建立了流量测量模型，实现了不对称流场分布的流量测量。实验结果表明该方法是有效的．5)在多传感器融合的热式气体质量流量测量方法的基础上，设计了基于ARM处理器的多传感器气体质量流量仪样机。整个样机的设计考虑了仪表的扩展性和可靠性．关键词：气体，质量流量，测量方法，传感器，信息融合，LS-SVMIV摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofautomationinindustrialpro

4、cess，thedemandforflowmeasurementincrease．Asacomplicatedtechnology,itneedtostudythemeasurementaccordingtothefluid’Svariety,flowstateandapplication．Thermalmassflowmeasurementisbasedonheattransferprinciple．Althoughthemeasurementhassomeadvantagessuchaslowpressloss，largedy

5、namicrangeandhighpreicisoninpracticalapplication,itstillhassomelimits．Studyshouldbedonetoitcloserinvariousconditions，largepipelineanddisoderflowfield．Studyonthethermalgasmassflowmeasurementwasproposedinthedissertation．Whensinglesensorwasused,themeasurementsbasedontemp

6、eraturecompensationandtemperaturecontrolwereintroducedinordertoovercometheshortagesoftheconventionaltemperaturecompensation．Witlltheincrementofthepipeline，themulti—sensorfusionmeasurementandinstrumentweredesignedtosolvethesinglegasflowmeasurement．Inthedisorderflowfiel

7、dresultedfromtheirregularpipeline，themeasurementbased011GAandLS-SVMWaspresentedtoimprovetheprecison．Themainworkandcontributionsareasfollows：1)Asthecompensationresistorisnon—linearandtheoutputvoltageofthesensorisrelatedwiththesensingresistor,themeasurementisnotaccurate

8、．ThesinglesensormeasurementbasedontemperaturecompensationWasproposed．硒esensingelementWasaprobemadeupofsensingresistorandcomp